JP2022554406A - pericyclic transmission - Google Patents
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Abstract
回転軸を中心に回転可能な少なくとも1つの入力軸(58)と、入力軸に固定された少なくとも1つの傾斜した軸受シート(55、56)と、を有し、傾斜した軸受シートが、入力軸の回転軸に関して傾斜角度で配向されている、ペリサイクリックトランスミッション。入力歯車(52、54)は、入力歯車が、傾斜角度で配向されており、かつ入力軸の回転軸に対して傾斜角度分傾斜した回転軸を有する状態で、各傾斜した軸受シートに取り付けられ、それにより、入力軸の回転時、入力歯車が、少なくとも章動運動を実施する。トランスミッションはまた、入力歯車と噛み合う中間歯車(51、53)を含み、中間歯車は、入力軸の回転軸と一致した回転軸を有する。中間歯車は、トランスミッション出力と連通する。at least one input shaft (58) rotatable about an axis of rotation and at least one tilted bearing seat (55, 56) fixed to the input shaft, the tilted bearing seat pericyclic transmission oriented at an oblique angle with respect to the axis of rotation of the The input gears (52, 54) are mounted on each tilted bearing seat with the input gears oriented at the tilt angle and having their axes of rotation tilted by the tilt angle with respect to the axis of rotation of the input shafts. , whereby the input gear performs at least a nutation motion upon rotation of the input shaft. The transmission also includes intermediate gears (51, 53) meshing with the input gear, the intermediate gears having an axis of rotation coinciding with the axis of rotation of the input shaft. The intermediate gear communicates with the transmission output.
Description
本発明は、特に、異なる出力構成を提供することによって、低減した歯車の数対最先端のソリューションで、不均衡なモーメントまたは力を相殺するペリサイクリックトランスミッションを対象とする。 The present invention is particularly directed to pericyclic transmissions that offset unbalanced moments or forces with a reduced number of gears versus state-of-the-art solutions by providing different output configurations.
図1は、ゾーン15内で互いに噛み合う2つのリング歯車10および11を示す。歯1およびスロット1は、完全に係合された位置で示される。歯車10および歯車11の歯の数は、1つまたは2つ分のみ異なる。入力軸12と出力軸13との間の角度14は、180°よりわずかに小さい。2つの歯車10および11は、従来の配置(ペリサイクリックではない)を有するが、ペリサイクリックトランスミッションの基本要素である。
FIG. 1 shows two
ペリサイクリックトランスミッションは、4~8つのかさ歯車からなる。かさ歯車の各対は、180°に近い軸角度を有する。噛み合うかさ歯車の各対の歯の数は、1つまたは2つ分異なる。図1は、従来の配置(ペリサイクリックではない)において、歯の数がほぼ同じであり、かつ軸角度14が180°に近い状態の歯車対を示す。ペリサイクリックトランスミッションは、図1に示されるもののような2~4つのかさ歯車対を基本要素として使用し、高い減速比を達成するために、2つまたは4つのかさ歯車にペリサイクリック章動運動を導入する。
A pericyclic transmission consists of 4 to 8 bevel gears. Each pair of bevel gears has a shaft angle close to 180°. The number of teeth of each pair of meshing bevel gears differs by one or two. FIG. 1 shows a gear pair with approximately the same number of teeth and an
図1に示されるように、噛み合うかさ歯車の180°に対する可能な限り最小の軸角度差は、歯の深さ全体によって画定される。歯が円周の1つのゾーン15でのみ噛み合い、反対側のゾーン16で係合解除されるために、軸角度は、少なくとも
180°-arctan{[(穴の深さ)*2+クリアランス]/(外円錐の距離)}である必要がある。
As shown in FIG. 1, the smallest possible axial angle difference to 180° of the meshing bevel gears is defined by the total tooth depth. In order for the teeth to engage only in one
クリアランス量17は、2つの噛み合う歯車の間の噛み合いを可能にするために、歯の全深さの約50%以上である必要がある。噛み合い条件は、標準のかさ歯車比1~5とは異なる。ほぼ180°の軸角度に起因して、噛み合う歯の間に大きい係合ゾーン15が存在する。噛み合う歯車間の1つまたは2つの歯の差は、2つの歯車のうちの1つがより速く回転することをもたらすため、係合ゾーンの角度のサイズは、通常90°未満で選択される。これは、第1の歯車10が、第2の歯車11より1歯多く有する場合、および第2の歯車の歯No.1が、第1の歯車のスロットNo.1と係合する場合、歯No.1が、係合ゾーンの端部において係合解除され、係合ゾーンの他方の端部に入りながら、第1の歯車のスロットNo.2と次に再係合するために、第1の歯車の1つの歯を通過することを意味する。係合解除、1つの歯の通過および次のスロットとの再係合のプロセスは、噛み合う歯の先端間に十分なクリアランスを必要とするだけでなく、干渉無く1つの歯の通過を可能にするために、係合解除ゾーンの十分な角度も必要とする。
The amount of
第1の歯車10および第2の歯車11が別々の軸(12および13)に接続され、図1に示されるように、180°より小さい軸角度を有する場合、比は、第1の歯車の歯の数10によって除算された第2の歯車11の歯の数になる(z2/z1)。z1=40およびz2=41の場合、比は、一般的に、40x41または0.9756として表される。
If the
ペリサイクリックトランスミッションでは、ほぼ180°の軸角度のかさ歯車対は、図1に示されているものとは異なって利用される。図2は、ゾーン22において歯車21と噛み合う歯車20を示す。歯車21は、歯車23と強固に接続され(または一体であり)、歯車23は、ゾーン19において歯車24と噛み合う。歯車20と歯車21との間の軸角度は、26により示され、歯車23と歯車24との間の軸角度は、27により示される。図2におけるトランスミッションにペリサイクリック機能を与えるために、中心軸区分30は、180°-角度27に等しい180°-角度26の角度の下で偏心して機械加工される。章動歯車21および22は、歯車20、21、23および24のピッチ線がすべて軸29および33の交差点でもある点50で交差するように、角度の付いた軸区分30上に軸受を有して配置されなければならない。軸受は、章動歯車21および23が角度の付いた軸30上で自由回転することを可能にし、その結果、接触ゾーン22および19(180°の回転オフセット角を有する)が、歯車20および24の円周の周囲を回転する。この揺動運動は、入力RPMの周波数を有する。しかしながら、歯車21および23は、歯車20と歯車21との間の歯の組み合わせの数に応じて、揺動回転当たり1つまたは2つの角度ピッチ分回転するのみである。歯車23と歯車24との間の歯の組み合わせの数は、ゼロとは異なる出力回転32を達成するために、歯車21と歯車20との間とは異なっていなければならない(以下の比率計算を参照されたい)。
In a pericyclic transmission, bevel gear pairs with a shaft angle of approximately 180° are utilized differently than shown in FIG. FIG. 2
ペリサイクリックトランスミッションの比率計算は、歯車トランスミッションの一般的な比率計算とは大幅に異なる。計算は、次の例で説明される:
歯の数 歯車20:z20=40
歯の数 歯車21:z21=41
歯の数 歯車23:z23=61
歯の数 歯車24:z24=60
Ratio calculations for pericyclic transmissions differ significantly from typical ratio calculations for gear transmissions. The calculation is illustrated in the following example:
Number of teeth Gear 20: z 20 = 40
Number of teeth Gear 21: z 21 = 41
Number of teeth Gear 23: z 23 = 61
Number of teeth Gear 24: z 24 = 60
計算は、回転拘束された歯車およびその嵌合相手から始まり、図2では、歯車ボックスハウジング31に強固に接続され、したがって拘束される歯車20と、拘束された歯車と噛み合う第1の歯車である、歯車21と、である。ペリサイクリックトランスミッションでは、入力回転は、軸受を介して歯車21および23を保持する傾斜した中心軸30が回転する(正のトルク接続なし)。入力回転28が傾斜した軸区分30に接続された、入力軸29を回転させるとき、次いで歯車21および23のほぼ同じ高速回転の代わりに、章動運動または揺動運動のみが発生する。傾斜した軸30の各章動は、歯車21の角度ピッチ(Δφ1=-360°/41=-8.7805°)に基づいて、歯車21(および接続された歯車23)を1ピッチ分後方に回転させるであろう。歯車23と歯車24との間の章動作用は、歯車23のピッチ(Δφ2=360°/60=6.0°)に基づいて、歯車24を1ピッチ分前方に回転させるであろう。これは、出力軸32が、入力軸28の各フル回転に対してΔφ1+Δφ2=-2.7805°回転することを意味する。このペリサイクリックトランスミッションの比は、iペリサイクリック=360°/(-2.7805°)=-129.47368である。この比率計算は、規則:
ω出力=ω入力/iペリサイクリックに基づく。
The calculation begins with the constrained gear and its mating partner, in FIG. 2 the
Based on ω output = ω input /i pericyclic .
比率計算の別の表記法は:
iペリサイクリック=[(z拘束-z第1の非拘束)/z第1の非拘束+(z間接的に拘束-z第2の非拘束)/z間接的に拘束]-1であり、
式中:
Another notation for ratio calculations is:
i pericyclic =[(z constrained -z first unconstrained )/z first unconstrained +(z indirectly constrained -z second unconstrained )/z indirectly constrained ] -1 ,
In the formula:
図2に示されるようなトランスミッション(例えば、LemanskiのUS7,147,583を参照されたい)は、完全に機能するが、中間歯車21および23の不均衡に起因して変動する軸方向の力を生成する。歯車21および23の回転は、入力RPM(RPM21/23=RPM入力/iペリサイクリック)と比較して遅いが、章動揺動運動は速く、入力RPMと同じ周波数(1/分)を有する。章動揺動運動は、歯車ボックスハウジング31上に作用する時計回り(cw)方向26と反時計回り(ccw)方向27との間で交互になる、軸50の周囲の変動モーメントを引き起こす。不均衡に起因して発生した構造振動は、入力速度が約100RPMを上回るすべてのアプリケーションで許容可能であるわけではない。
A transmission such as that shown in FIG. 2 (see, for example, Lemanski US Pat. Generate. The rotation of
不均衡の最先端の除去は、図3に示されるように、第2の鏡像ペリサイクリックユニットを第1のペリサイクリックユニットに接続することによって達成される(例えば、Mathur et al.,“Pericyclic Transmission Prototype:Detailed Component Design,Analysis and Fabrication”,AHS-The Vertical Flight Society,May 2019を参照されたい)。歯車40は歯車24に等しく、歯車41は歯車23に等しく、歯車43は歯車21に等しく、歯車42は歯車20に等しい。出力歯車34は、歯車24と歯車40との間に位置付けられ、強固に接続される。入力軸29は、軸区分30、33、35、および44と強固に接続される。反応部材(歯車20および歯車42)は、歯車ボックスハウジング31に接続されているため、回転することができない。入力回転28は、出力45に転送され、そこで出力45は、低減された回転速度を有する。
Cutting-edge removal of imbalance is achieved by connecting a second mirror-image pericyclic unit to the first pericyclic unit, as shown in FIG. Pericyclic Transmission Prototype: Detailed Component Design, Analysis and Fabrication", AHS-The Vertical Flight Society, May 2019). Gear 40 equals
図3における2つのユニットは、出力歯車34に接続される。歯車40は、歯車24の鏡像である。歯車対41および43は、歯車対21および23の鏡像であり、歯車42は、歯車20の鏡像である。歯車42は、歯車20と同様に、歯車ボックスハウジング31と強固に接続される。軸区分29、30、33、35および44は、1つの固体部品のように強固に接続される。図3における2つの中間歯車対21および23、ならびに41および43の章動揺動運動は、反対方向を有し、システムに関連する不均衡の完全な相殺につながる。出力歯車34は、歯車24および歯車40に強固に接続される。入力軸29と出力歯車34との間の比は、図2内のトランスミッションの比と同一である。
The two units in FIG. 3 are connected to
最先端のソリューションの重大な欠点は、ペリサイクリックトランスミッションのバランスをとるために必要な歯車の数を2倍にする必要があるという事実を含む。また、トランスミッションのサイズは、図2に示されるトランスミッションのサイズの約2倍に増加する。別の欠点は、回転する出力軸を提供するために歯車34と噛み合う追加の歯車を必要とする、出力歯車34の中央の場所である。
Significant drawbacks of state-of-the-art solutions include the fact that the number of gears required to balance the pericyclic transmission must be doubled. Also, the size of the transmission is increased to approximately double the size of the transmission shown in FIG. Another drawback is the central location of the
本発明は、異なる出力構成を提供することによって、低減した歯車の数対最先端のソリューションで、不均衡なモーメントまたは力を相殺するペリサイクリックトランスミッションを対象とする。 The present invention is directed to pericyclic transmissions that offset unbalanced moments or forces with reduced gear count versus state-of-the-art solutions by providing different output configurations.
ペリサイクリックトランスミッションは、回転軸を中心に回転可能な少なくとも1つの入力軸と、入力軸に固定された少なくとも1つの傾斜した軸受シートと、を備え、傾斜した軸受シートは、入力軸の回転軸に関して傾斜角度で配向されている。入力歯車は、入力歯車が、傾斜角度で配向されており、かつ入力軸の回転軸に対して傾斜角度だけ傾斜した回転軸を有する状態で、各傾斜した軸受シートに取り付けられており、それにより入力軸の回転時、入力歯車が、少なくとも章動運動を実施する。トランスミッションはまた、入力歯車と噛み合う中間歯車を備え、中間歯車は、入力軸の回転軸と一致した回転軸を有する。中間歯車は、トランスミッション出力と連通する。 The pericyclic transmission comprises at least one input shaft rotatable about an axis of rotation and at least one tilted bearing seat fixed to the input shaft, the tilted bearing seat being aligned with the input shaft's axis of rotation. oriented at an oblique angle with respect to The input gear is mounted on each tilted bearing seat with the input gear oriented at the tilt angle and having its axis of rotation tilted by the tilt angle with respect to the axis of rotation of the input shaft, whereby Upon rotation of the input shaft, the input gear performs at least nutation motion. The transmission also includes an intermediate gear meshing with the input gear, the intermediate gear having an axis of rotation coinciding with the axis of rotation of the input shaft. The intermediate gear communicates with the transmission output.
本明細書で使用される「発明(invention)」、「本発明(the invention)」、および「本発明(the present invention)」という用語は、本明細書の主題のすべて、および以下の任意の特許請求項を広く指すことを意図するものである。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載された主題を限定するもの、または以下のいかなる特許請求項の意味もしくは範囲も限定するものと理解されるべきではない。さらに、本明細書は、本出願のいかなる特定部分、段落、記述、または図面においても、いずれかの請求項によってカバーされる主題を説明または限定しようと努めるものではない。本主題は、本明細書全体、すべての図面、および以下のいずれかの請求項を参照することによって理解されるはずである。本発明は、他の構成が可能であり、様々な方法で実践されるか、または実行されることが可能である。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明のためのものであり、限定的であるとみなされるべきではないことが理解される。 As used herein, the terms "invention," "the invention," and "the present invention" refer to all of the subject matter of this specification and to any It is intended to refer broadly to the claims. Statements containing these terms should not be taken to limit the subject matter described herein or to limit the meaning or scope of any of the following claims. Furthermore, the specification does not attempt to describe or limit the subject matter covered by any claim in any particular part, paragraph, statement, or drawing of this application. The present subject matter should be understood by reference to the entire specification, all drawings, and any of the following claims. The invention is capable of other configurations and of being practiced or of being carried out in various ways. Also, it is to be understood that the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting.
ここで、本発明の詳細を、単に例として、本発明を図示する添付図面を参照して考察する。図面において、類似の特徴または構成要素は、同様の参照番号によって言及される。特定の態様または要素のサイズおよび相対的なサイズは、明確にするため、または詳細な説明目的のために誇張され得る。本発明をより良く理解し、かつ見やすくするため、ドア、ケーシング、内側または外側の防護物などは、図面から省略される場合がある。 Details of the invention will now be discussed, by way of example only, with reference to the accompanying drawings which illustrate the invention. In the drawings, similar features or components are referred to by similar reference numerals. The sizes and relative sizes of certain aspects or elements may be exaggerated for clarity or for illustrative purposes. Doors, casings, inner or outer guards, etc. may be omitted from the drawings for better understanding and clarity of the invention.
本明細書での「含む」、「有する」、および「備える」、ならびにこれらの変形の使用は、その後に列挙される項目およびその等価物、ならびに追加の項目をも包含することを意味する。本明細書で使用する場合、単数形「1つの(a)」、「1つの(an)」、および「その(the)」は、文脈上、特に別様に明示されない限り、複数形も同様に含むことが意図され、「および/または(and/or)」という用語は、1つ以上の関連する列挙された項目の任意の、およびすべての組み合わせを含む。 The use of "including," "having," and "comprising" and variations thereof herein is meant to encompass the items listed thereafter and their equivalents, as well as additional items. As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" refer to the plural as well, unless the context clearly indicates otherwise. and the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
以下で、図面を説明する際、上部、下部、上方、下方、後方、底部、頂部、前、後などの方向に言及する場合があるが、これらは、便宜上、図面に対して(通常、見られるように)言及される。これらの方向は、文字通りに解釈されること、またはいかなる形でも本発明を限定することを意図しない。加えて、「第1の」、「第2の」、「第3の」などの用語は、説明の目的で本明細書に使用されており、明示的に述べられない限り、重要性もしくは意義を示すか、または暗示することを意図するものではない。 Hereinafter, when describing the drawings, directions such as top, bottom, upward, downward, rearward, bottom, top, front, rear, etc. may be referred to for convenience. are mentioned). These directions are not intended to be taken literally or to limit the invention in any way. Additionally, terms such as “first,” “second,” “third,” and the like are used herein for the purpose of description and unless explicitly stated otherwise, have no significance or significance. is not intended to indicate or imply
図4に示される本発明のソリューションの第1の実施形態は、図2の概念を逆転させ、軸区分57に取り付けられた、中心に搭載された中間歯車対51および53を使用し、歯車対は、背面合わせで配向され、外周に位置付けられた歯59を有する円筒歯車を有する2つの等しい歯車、好ましくは真っ直ぐなかさリング歯車からなる。歯車51および53は、非生成または生成方法によって製造され得る。歯車対51および53の外周上の円筒歯車59は、ペリサイクリックトランスミッション出力である。ペリサイクリック運動は、入力軸58が入力軸58の回転軸に関して傾斜しているそれぞれの軸を中心に角度付き軸受シート55および56を回転させるとき、歯車52と歯車51との間、および歯車54と歯車53との間の歯の係合によって達成される。歯の係合ゾーンは、歯車52および歯車54が回転せずに揺動しながら、入力歯車52および54の円周の周囲を回転する。
A first embodiment of the solution of the invention, shown in FIG. 4, reverses the concept of FIG. consists of two identical gears, preferably straight bevel ring gears, oriented back-to-back and having cylindrical gears with
入力歯車52および54は、好ましくは同一の内側歯車、好ましくは鏡像配向で搭載された、非生成の真っ直ぐな内側かさ歯車であり、傾斜した軸受シート55および56によって開始される章動運動を実施する。代替的に、内側歯車は、内面歯車であり得るか、または内側歯車は、湾曲した歯を備え得る。歯車52および54は、トランスミッションハウジング60の内部のスロット63、64に係合されているスイングピン61および62によって回転が抑制される。入力軸58は、軸区分55、57、56、および65と強固に接続される。この配置は、歯車52および54が章動反応歯車であり、歯車51、53、および59が低速回転出力ユニットであることをもたらす。入力軸58および区分55、57および56ならびに65は、単一の材料片(例えば、鋼)から形成され得る。
Input gears 52 and 54 are preferably identical internal gears, preferably straight internal non-generating bevel gears mounted in a mirror image orientation, and carry out nutating motion initiated by inclined bearing
例えば、入力歯車52および54が41の歯を有し、中間歯車51および53が40の歯を有する場合、入力軸58の各回転は、章動(すなわち、揺動)するが、入力歯車52および54を回転させず、それにより、中間歯車対51、53を負の方向に1ピッチずつ回転させる。入力歯車および噛み合う中間歯車の歯の数の差が1~5、より好ましくは1または2の範囲内であることが好ましい。
For example, if input gears 52 and 54 have 41 teeth and
回転は、円筒歯車59を介して、出力軸(図示せず)上に搭載されたトランスミッションハウジング60の外側で第2の円筒歯車に伝達される。入力軸58が40回回転する場合、歯車59は、前方に1回転する(比iペリサイクリック=[1/40]-1=40)。
iペリサイクリック=[(z拘束-z第1の非拘束)/z第1の非拘束]-1
iペリサイクリック=[(z52-z51)/z51]-1=[(z53-z54)/z54]-1=[(41-40)/40]-1=40
Rotation is transmitted via
i pericyclic = [(z constrained - z 1st unconstrained )/z 1st unconstrained ] -1
i pericyclic = [(z 52 - z 51 )/z 51 ] -1 = [(z 53 - z 54 )/z 54 ] -1 = [(41 - 40)/40] -1 = 40
入力軸78と一列になっている出力軸87を有する本発明の別の実施形態が、図5に示される。図5の概念はまた、中心に搭載された中間歯車対71および73を使用することにより、図2の概念を逆にする。中間歯車対71および73は、歯車ボックスハウジング70に接続され、一方で歯車72および74は、傾斜した軸受シート75および76によって開始される章動運動を実施する。中間歯車対71および73は、1つのユニット内に背面合わせで配向される同一の歯車である。章動歯車72および74もまた同一であるが、鏡像配向で搭載される。入力軸78の1回転は、2つの角度の付いた軸受シート75および76を回転させ、(歯車比に応じて)1つまたは2つの角度の付いた歯ピッチによって歯車72および74を回転させる、1つの完全な章動運動を達成する。この回転は、スロット83および85を介してピン80に伝達され、かつスロット84および86を介してピン81に伝達される。ピン80および81は、出力管87と一部品であるフランジ82に回転を伝達する。
Another embodiment of the invention having an
入力軸78は、軸区分75、77、76、および79と強固に接続される。例えば、歯車72および74が各々41の歯を有し、歯車71および73がそれぞれ40の歯を有する場合、入力軸78の各回転は、歯車72および74を1ピッチ回転ずつさせる。回転は、ピン80および81を介して出力管87のフランジ82に伝達される。入力軸78が41回回転する場合、出力管87は、後方に1回転する(比iペリサイクリック=-41)。
iペリサイクリック=[(z拘束-z第1の非拘束)/z第1の非拘束]-1
iペリサイクリック=[(z71-z72)/z72]-1=[(z73-z74)/z74]-1=[(40-41)/41]-1=-41
i pericyclic = [(z constrained - z 1st unconstrained )/z 1st unconstrained ] -1
i pericyclic =[( z71 - z72 )/ z72 ] -1 =[( z73 - z74 )/ z74 ] -1 =[(40-41)/41] -1 =-41
本発明の好ましい実施形態が図6に示され、これはまた、中心に搭載された中間歯車対91および93を使用することによって、図2の概念を逆転させる。中間歯車対91および93は、歯車ボックスハウジング90に接続され、一方で歯車92および94は、傾斜した軸受シート95および96によって開始される章動運動を実施する。歯車92および94は、反応部材である、中間歯車91および93とそれらの面幅の外側半分102および103と係合する。入力軸98は、軸区分95、97、96、および99と強固に接続される。歯車92および94が1つの章動回転を実施する場合、次いでそれらは、(歯車比に応じて)1つまたは2つの角度の付いた歯のピッチによって両方回転する。例えば、歯車92および94が41の歯を有し、歯車91および93が40の歯を有する場合、入力軸98の各回転は、歯車92および94を1ピッチずつ回転させる。
A preferred embodiment of the invention is shown in FIG. 6, which also reverses the concept of FIG. 2 by using a centrally mounted
図6では、歯車92および94の回転は、中心に搭載された転送歯車対104および105を介して出力軸に、転送ピン100および101を介して、フランジ112および出力軸106に伝達される。転送歯車対104および105は、軸97に対して中心に位置決めされ、歯が歯車92および94の面幅の内側半分107および108と係合する状態で、軸97の周囲で自由に回転可能である。歯車92と歯車104との間、および歯車94と歯車105との間の歯の数は同一であり、これが、転送ピン100および101を介して、歯車92および94の運動の正確な回転構成要素(章動揺動構成要素を除く)のフランジ112および、次いで出力軸106へのトランスミッションを達成する。入力軸98が40回回転する場合、出力軸106は、後方に1回転する(比iペリサイクリック=-41)。
iペリサイクリック=[(z拘束-z第1の非拘束)/z第1の非拘束]-1
iペリサイクリック=[(z91-z102)/z102]-1=[(z93-z103)/z103]-1=[(40-41)/41]-1=-41
In FIG. 6, the rotation of
i pericyclic = [(z constrained - z 1st unconstrained )/z 1st unconstrained ] -1
i pericyclic =[(z 91 -z 102 )/z 102 ] −1 =[(z 93 −z 103 )/z 103 ] −1 =[(40−41)/41] −1 =−41
穴109および110は、歯車対104/105が歯車92および94と噛み合って回転する間、転送ピン100および101に十分な量のクリアランスを提供する。ピン100とピン101との間、および穴109と穴110との間のクリアランスを維持するために、歯車92および104ならびに94および105の歯の数は、同一である必要がある。
以下は、電気自動車駆動のためのいくつかのアプリケーション例である。 Below are some application examples for electric vehicle drives.
電気自動車は、高速電気モータを有して推進される。これらの電気モータは、内燃エンジンのRPMよりも3~5倍高いRPMで動作する。したがって、電気モータと駆動輪との間の非常に高い比を伴う減速トランスミッションの必要条件は、明らかである。ペリサイクリックトランスミッションは、必要とされる高い比を実現し、また噛み合う歯間の相対運動が、従来の高速円筒形歯車ボックスと比較してかなり低いという事実に起因して、フランク表面のスコアリングのリスクなく高い入力速度を可能にする。 Electric vehicles are propelled with high speed electric motors. These electric motors operate at RPMs that are three to five times higher than those of internal combustion engines. The requirements for reduction transmissions with very high ratios between the electric motor and the drive wheels are therefore evident. Pericyclic transmissions achieve the required high ratios and also score flank surfaces due to the fact that the relative motion between meshing teeth is considerably lower compared to conventional high speed cylindrical gearboxes. allow high input speeds without the risk of
モータおよびトランスミッションを有する駆動ユニットが駆動輪の間に嵌合しなければならない場合、コンパクトなソリューションが必要とされる。図4、図5、および図6の本発明のトランスミッション例の電力密度およびコンパクトなレイアウトは、電気自動車の減速タスクに非常に適しているように思われる。最終的な駆動ユニットの1つの必要要件は、トランスミッションの両側上の出力軸である。車輪への駆動軸は、出力軸(または出力フランジ)に接続されなければならない。 A compact solution is required when the drive unit with motor and transmission has to fit between the drive wheels. The power density and compact layout of the inventive transmission examples of FIGS. 4, 5 and 6 appear to be well suited for the deceleration task of electric vehicles. One requirement of the final drive unit is an output shaft on each side of the transmission. The drive shaft to the wheels must be connected to the output shaft (or output flange).
図7は、中心で2つ半体に垂直に切断された図6のトランスミッションを示す。2つの章動部材を分離した後、各半分は、垂直軸の周囲を180°回転される。この回転の結果は、図8に示される。また、入力軸および出力軸が逆になり、その結果、電気モータは、2つのユニットの間に設置することができ、車輪への駆動軸は、2つのユニットの外側上に接続することができる。 FIG. 7 shows the transmission of FIG. 6 cut vertically in two halves in the center. After separating the two nutation members, each half is rotated 180° about the vertical axis. The result of this rotation is shown in FIG. Also, the input and output shafts are reversed so that the electric motor can be installed between the two units and the drive shaft to the wheels can be connected on the outside of the two units. .
図9は、図8の2つのトランスミッションユニットの間に電気モータ140の設置を含む配置を示す。図9のユニットは、差動機能を有さない。この機能は、車両がカーブを通じて駆動し、外輪が、内輪よりも長い距離を駆動する(より速く回転しなければならない)場合に必要とされる。
FIG. 9 shows an arrangement involving the installation of
図10に示される実施例は、2つのピニオンおよびアイドラ歯車を有する接続軸を追加することにより、2つの出力軸125、126間の差動機能のタスクを解決する。2つの反応部材91および93(図6)は、トランスミッションハウジングに接続されていないが、外側に形成された歯を有し、120および121の番号が付けられている。歯車121は、軸124上のピニオン123を駆動するアイドラピニオン122と噛み合う。軸124は、歯車120と噛み合うピニオン127に強固に接続される。ピニオン122、123、および127は、同じ数の歯を有する。この配置は、出力軸125と出力軸126との間の差動のように機能する。このユニットで推進される車両がカーブを通って駆動する場合、車両の速度は一定のままであるが、軸125がカーブの外側上を駆動する車輪に接続される場合、車速を維持し、2つの駆動輪がカーブを通って駆動する間に走行する必要がある異なる弧の長さに対応するために、軸125は、モータRPMよりも特定の量だけ早く回転し、かつ軸126は、モータRPMよりも同じ量だけゆっくりと回転する。
The embodiment shown in Figure 10 solves the task of differential function between the two
図11では、トルクベクタリングおよびトラクションコントロールのための1つの連結具および2つのクラッチの追加を示す。連結具133は、2つのハーフ軸131とハーフ軸132との間に設置される。追加のクラッチ134および135は、連結具133が切断されている間、軸131および/または132をトランスミッションハウジングに接続するか、または切断することができる。この配置は、出力軸125および126に伝達されるトルクの量を制御することを可能にする。このような機能は、「トルクベクタリング」または「トラクションコントロール」と呼ばれる。
FIG. 11 shows the addition of one coupling and two clutches for torque vectoring and traction control. A coupler 133 is installed between the two half shafts 131 and 132 . Additional clutches 134 and 135 may connect or disconnect shafts 131 and/or 132 to the transmission housing while coupling 133 is disengaged. This arrangement allows the amount of torque transmitted to
モータ140が2つの別々に制御されるモータ141および142(図12)によって置き換えられる場合、2つのモータの電子制御を介したトルクベクタリングもまた実現され得る。この配置の1つの副作用は、(第1のモータが第2のモータよりも速く回転する場合)2つの章動歯車がそれらの角度位相関係を変更し、これがユニットの特定の不均衡をもたらすという事実である。
If
図12は、二重モータの配置を示す。各モータ141、142を独立して制御することにより、トルクベクタリングおよびトラクション制御はそれぞれ、機械的差動を必要とせずに、達成することができる。
FIG. 12 shows a dual motor arrangement. By independently controlling each
本発明は、好ましい実施形態を参照しながら説明されてきたが、本発明は、これらの特定の実施形態に限定されないことを理解されたい。本発明は、添付の請求項の趣旨および範囲から逸脱することなく、本主題が属する、当業者にとっては明らかであろう変更を含むことが意図されている。 Although the invention has been described with reference to preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to these specific embodiments. The present invention is intended to include modifications that will be apparent to those skilled in the art to which this subject belongs without departing from the spirit and scope of the appended claims.
Claims (20)
回転軸を中心に回転可能な少なくとも1つの入力軸と、
前記少なくとも1つの入力軸に固定された少なくとも1つの傾斜した軸受シートであって、前記少なくとも1つの傾斜した軸受シートが、前記少なくとも1つの入力軸の前記回転軸に関して、傾斜角度で配向されている、少なくとも1つの傾斜した軸受シートと、
前記少なくとも1つの傾斜した軸受シートの各々に取り付けられた入力歯車であって、前記入力歯車が、前記傾斜角度で配向されており、かつ前記少なくとも1つの入力軸の前記回転軸に対して前記傾斜角度分傾斜した回転軸を有し、それにより、前記少なくとも1つの入力軸の回転時、前記入力歯車が、少なくとも章動運動を実施する、入力歯車と、
前記入力歯車と噛み合う中間歯車であって、前記中間歯車が、前記少なくとも1つの入力軸の前記回転軸と一致する回転軸を有する、中間歯車と、を備え、
前記中間歯車が、少なくとも1つのトランスミッション出力と連通する、ペリサイクリックトランスミッション。 A pericyclic transmission,
at least one input shaft rotatable about an axis of rotation;
at least one slanted bearing seat fixed to said at least one input shaft, said at least one slanted bearing seat oriented at an oblique angle with respect to said axis of rotation of said at least one input shaft , at least one inclined bearing seat, and
an input gear mounted on each of said at least one tilted bearing seat, said input gear oriented at said tilt angle and said tilt with respect to said axis of rotation of said at least one input shaft; an input gear having an angularly inclined axis of rotation such that upon rotation of said at least one input shaft said input gear performs at least a nutating motion;
an intermediate gear meshing with the input gear, the intermediate gear having an axis of rotation coinciding with the axis of rotation of the at least one input shaft;
A pericyclic transmission, wherein said intermediate gear communicates with at least one transmission output.
前記2つの入力歯車および前記対の転送歯車が、各々同じ数の歯を有する、請求項8に記載のトランスミッション。 a pair of rotatable transfer gears concentrically disposed within the two restrained intermediate gears, wherein rotation of the two input gears extends between the pair of transfer gears and the output; is transmitted to the output through the transfer pin of
9. The transmission of claim 8, wherein said two input gears and said pair of transfer gears each have the same number of teeth.
前記トランスミッションが、前記第1の入力軸に関連する第1の出力と、前記第2の入力軸に関連する第2の出力と、をさらに備える、請求項1に記載のトランスミッション。 a first input shaft rotatable about the rotation axis and a second input shaft rotatable about the rotation axis, wherein the first input shaft and the second input shaft are axially aligned with each other; aligned in a direction and positioned end-to-end,
2. The transmission of claim 1, wherein said transmission further comprises a first output associated with said first input shaft and a second output associated with said second input shaft.
前記第1の回転可能な歯付きフランジが、前記第1の入力歯車と噛み合っており、前記第2の回転可能な歯付きフランジが、前記第2の入力と噛み合っており、それにより、前記第1および第2の入力歯車の回転が、それぞれ前記第1の回転可能な歯付きフランジおよび前記第2の回転可能な歯付きフランジを介して、前記第1の出力および前記第2の出力にそれぞれ伝達される、請求項14に記載のトランスミッション。 further comprising a first rotatable toothed flange integral with said first output and a second rotatable toothed flange integral with said second output, said first rotatable toothed flange , concentrically disposed within said first restrained intermediate gear, and said second rotatable toothed flange concentrically disposed within said second restrained intermediate gear; ,
The first rotatable toothed flange meshes with the first input gear and the second rotatable toothed flange meshes with the second input gear, thereby rotation of first and second input gears via said first rotatable toothed flange and said second rotatable toothed flange, respectively, to said first output and said second output, respectively; 15. Transmission according to claim 14.
前記第2の入力軸、前記第2の入力歯車、前記第2の中間歯車、および前記第2の出力が、第2のトランスミッション部分を構成し、
モータが前記第1のトランスミッション部分と第2のトランスミッション部分との間に配置されており、前記モータが、前記第1の入力軸および前記第2の入力軸の各々に接続されている、請求項14に記載のトランスミッション。 said first input shaft, said first input gear, said first intermediate gear and said first output form a first transmission portion;
said second input shaft, said second input gear, said second intermediate gear and said second output form a second transmission portion;
3. A motor is disposed between said first and second transmission portions, said motor being connected to each of said first input shaft and said second input shaft. 14. Transmission according to 14.
前記第1の中間歯車および前記第2の中間歯車に接続され、それにより、前記第1の出力と前記第2の出力との間に差動機能を提供する、差動機構と、をさらに備える、請求項13に記載のトランスミッション。 a first intermediate gear and a second intermediate gear, wherein said first and second intermediate gears are arranged opposite each other in a mirror image orientation, said first and second intermediate gears being rotatable a first intermediate gear and a second intermediate gear, and
a differential mechanism connected to said first intermediate gear and said second intermediate gear thereby providing a differential function between said first output and said second output. 14. A transmission according to claim 13.
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